DE1181172B

DE1181172B - Device for mixing gases

Info

Publication number: DE1181172B
Application number: DEZ9184A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Kurt Schiffer; Johannes Plum
Original assignee: Zimmermann and Jansen GmbH
Current assignee: Zimmermann and Jansen GmbH
Priority date: 1962-01-19
Filing date: 1962-01-19
Publication date: 1964-11-12
Also published as: GB992494A; BE617495A; NL276368A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY

DEUTSCHESGERMAN

PATENTAMTPATENT OFFICE

AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL

Internat. Kl.: B Ol f Boarding school Class: B Ol f

Deutsche Kl.: 12 e- 4/01 German class: 12 e- 4/01

Nummer: 1181172 Number: 1 181172

Aktenzeichen: Z 9184III /12 e File number: Z 9184III / 12 e

Anmeldetag: 19. Januar 1962 Filing date: January 19, 1962

Auslegetag: 12. November 1964Opening day: November 12, 1964

Die Erfindung hat eine Vorrichtung zum Mischen von Gasen zum Gegenstand und besteht aus einem vom Hauptgas durchströmten Rohrstück mit radialen Zuströmöffnungen für das Zusatzgas sowie aus einem das Rohrstück umgebenden Ringkanal mit Anschlußstutzen zur Zuführung des Zusatzgases. Ein höher gespanntes Zusatzgas tritt in den äußeren Ringkanal ein und gelangt durch die radialen Zuströmöffnungen in das vom Hauptgas durchströmte Rohrstück. Die hierdurch erfolgende Vermischung wird dann zureichend, wenn ein genügendes Druckgefälle zwischen dem Hauptgas und Zusatzgas vorhanden ist. Bei geringerem Druckgefälle wird der äußere Ringkanal ungleichmäßig von dem Zusatzgas beaufschlagt, so daß es durch die über den Umfang verteilten Zuströmöffnungen in ungleichmäßigen Mengen in das zentrale Rohrstück des Hauptgases strömen kann, wodurch eine ungenügende Vermischung entsteht. Bei bekannten Ausführungsformen sind die Zuleitungen zu den Zuströmöffnun- gen als Abzweigungen einer Ringleitung ausgebildet, wobei in Strömungsrichtung an den hinteren Abzweigungen ein geringerer Zuströmdruck herrscht als an den vorderen Abzweigungen. Zur Vergleichmäßigung der Zuströmmenge sind in jeder Zuleitung Ventile erforderlich.The invention has a device for mixing gases to the subject and consists of a pipe section through which the main gas flows and with radial inflow openings for the additional gas as well as from an annular channel surrounding the pipe section with a connecting piece for supplying the additional gas. A Higher tension additional gas enters the outer ring channel and passes through the radial inflow openings into the pipe section through which the main gas flows. The resulting mixing becomes sufficient if there is a sufficient pressure gradient between the main gas and additional gas is. If the pressure gradient is lower, the outer ring channel is unevenly affected by the additional gas acted upon so that it is unevenly through the inflow openings distributed over the circumference Quantities can flow into the central pipe section of the main gas, causing insufficient mixing arises. In known embodiments, the feed lines to the inflow openings are gen designed as branches of a ring line, with the rear branches in the direction of flow the inflow pressure is lower than at the front branches. For equalization the inflow volume, valves are required in each supply line.

Die Erfindung hat sich zur Aufgabe gestellt, die aufgezeigten Mängel zu beseitigen. Ihr Wesen wird insbesondere darin gesehen, daß der Ringkanal in Leitkanäle unterteilt ist, die sich jeweils vom Anschlußstutzen bis zu den Zuströmöffnungen erstrecken.The invention has set itself the task of eliminating the deficiencies indicated. Your essence will seen in particular that the ring channel is divided into guide channels, each of which extends from the connecting piece extend to the inflow openings.

Der Erfindungsgegenstand ist in den Zeichnungen in verschiedenen Ausführungsbeispielen schematisch dargestellt, und zwar zeigtThe subject matter of the invention is shown schematically in the drawings in various exemplary embodiments shown, namely shows

F i g. 1 einen Querschnitt einer Mischvorrichtung gemäß der Erfindung,F i g. 1 shows a cross section of a mixing device according to the invention,

F i g. 2 einen Längsschnitt durch die Vorrichtung nach F i g. 1,F i g. 2 shows a longitudinal section through the device according to FIG. 1,

F i g. 3 eine Draufsicht des Gegenstandes der F i g. 1 bzw. 2,F i g. 3 is a plan view of the article of FIG. 1 or 2,

F i g. 4 und 5 die Anordnung einer Mischvorrichtung gemäß der Erfindung in zwei besonders ausgestalteten Leitungszonen,F i g. 4 and 5 the arrangement of a mixing device according to the invention in two specially designed ones Line zones,

F i g. 6 die schematische Darstellung des Querschnitts einer besonderen Ausgestaltung des Ringkanals, F i g. 6 the schematic representation of the cross section of a special embodiment of the ring channel,

F i g. 7 die Draufsicht auf den Gegenstand der Fig. 6,F i g. 7 the top view of the object of FIG. 6,

Fig. 8 das Schema einer weiteren Ausgestaltung des Ringkanals im Querschnitt,8 shows the diagram of a further embodiment of the ring channel in cross section,

F i g. 9 den Längsschnitt des Gegenstandes der Fig. 8,F i g. 9 shows the longitudinal section of the object of FIG. 8,

Vorrichtung zum Mischen von GasenDevice for mixing gases

Anmelder:Applicant:

Zimmermann & Jansen
Gesellschaft mit beschränkter Haftung,
Düren, Bahnstr. 52Zimmermann & Jansen
Company with limited liability,
Düren, Bahnstr. 52

Als Erfinder benannt:Named as inventor:

Dr.-Ing. Kurt Schiffer, Mülheim/Ruhr,Dr.-Ing. Kurt Schiffer, Mülheim / Ruhr,

Johannes Plum, LendersdorfJohannes Plum, Lendersdorf

F i g. 10 die Draufsicht auf den Gegenstand der Fig. 8 bzw. 9;F i g. 10 shows the plan view of the object of FIGS. 8 and 9;

Fig. Il zeigt Einzelteile der Mischkammer gemäß den F i g. 8 bis 10 im Detail.Fig. II shows individual parts of the mixing chamber according to the F i g. 8 to 10 in detail.

Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß selbst bei schlechten oder ungünstigen Strömungsund Druckverhältnissen dann eine innige Vermischung verschiedener Gase stattfindet, wenn das eine Medium innerhalb des äußeren Ringkanals in verschiedene Einzelströme unterteilt wird, die getrennt voneinander gleichmäßig um den Umfang verteilt dem zentralen Rohrstück zugeführt werden. Zu diesem Zweclc ist für die Zuführung des Zusatzgases der äußere Ringkanal beispielsweise in Leitkanäle 1, 2, 3 und 4 unterteilt, die verschiedene Längen haben, um das in den Anschlußstutzen S einströmende Medium gleichmäßig über den Umfang in das zentrale Rohrstück 6 einzuleiten, wie es die F i g. 1 bis 3 zeigen. Jeder Leitkanal mündet in eine der um den Umfang des Rohrstückes 6 verteilten radialen Zuströmöffnungen 7. Die Leitkanäle 1 bis 4 erstrecken sich vom AnschlußstutzenS bis zu dem vom Hauptgas durchströmten zentralen Rohrstück 6.The invention is based on the knowledge that even with poor or unfavorable flow and pressure conditions, an intimate mixing of different gases takes place when the one medium within the outer ring channel is divided into different individual streams, which are distributed separately and evenly around the circumference to the central pipe section will. For this purpose, the outer ring channel is divided into ducts 1, 2, 3 and 4 for the supply of the additional gas, for example, which have different lengths in order to introduce the medium flowing into the connection piece S evenly over the circumference into the central pipe section 6, as it did the F i g. 1 to 3 show. Each guide channel opens into one of the radial inflow openings 7 distributed around the circumference of the pipe section 6. The guide channels 1 to 4 extend from the connection piece S to the central pipe section 6 through which the main gas flows.

Die Mischarbeit läßt sich dann intensiver durchführen, wenn sie in einer Zone größerer Strömungsgeschwindigkeiten erfolgt. Diese größeren Strömungsgeschwindigkeiten werden durch Umwandlung eines Druckgefälles in kinetische Energien erzeugt. Zu diesem Zweck befindet sich der die Zuströmöffnungen 7 umschließende Ringkanal 8 am Ende 9 von Venturirohren 10, die dadurch entstehen, daß man dem Rohrstück 6 einen geringeren» Querschnitt als der Leitung 12 des Hauptgases gibt und konische Übergangsstutzen 11 vorsieht. Bei dem in der F i g. 4The mixing work can then be carried out more intensively if it takes place in a zone of greater flow velocities. These higher flow velocities are generated by converting a pressure gradient into kinetic energies. For this purpose, the annular channel 8 surrounding the inflow openings 7 is located at the end 9 of Venturi tubes 10, which are created by giving the pipe section 6 a smaller cross-section than the line 12 of the main gas and providing conical transition stubs 11. In the case of the FIG. 4th

409 727/370409 727/370

dargestellten Ausführungsbeispiel ist das zylindrische Rohrstück 6 zwischen die Verengungen 9 der Drosselzone eingeschaltet. Gemäß dem Ausführungsbeispiel der Fig. 5 erweitert sich das Rohrstück 6 a konisch mit den konischen Leitungsteilen 11 zur Drosselzone beidseitig der Leitkanäle 1 bis 4 nach außen. Die durch eine Leitung 12 strömenden Gase werden gemäß einer Entropiefunktion durch Umwandlung der Strömungsgeschwindigkeiten in Druckenergie bis zur engsten Stelle höher gespannt und dieser höhere Druck in der engsten Stelle wieder in Geschwindigkeitsenergien verwandelt. Da der Ringkanal die radialen Zuströmungsöffnungen im verengten Durchgang 9, 11 umschließt, werden die erzeugten höheren Geschwindigkeiten verwendet für die Mischarbeit, die dadurch intensiver gestaltet wird. Die radialen Zuströmungsöffnungen 7 sind in dem zentralen Rohrstück 6, 6 a versetzt nebeneinander angeordnet. Dadurch entsteht die Voraussetzung, die Leitkanäle 1 bis 4 zu den in dem Rohrstück 6, 6 a um den Um- ao fang verteilten Mündungen 7 nebeneinander anzuordnen. illustrated embodiment, the cylindrical pipe section 6 is switched between the constrictions 9 of the throttle zone. According to the embodiment of FIG. 5, the pipe section 6 a widens conically with the conical line parts 11 to the throttle zone on both sides of the guide channels 1 to 4 to the outside. The gases flowing through a line 12 are stretched higher up to the narrowest point in accordance with an entropy function by converting the flow velocities into pressure energy, and this higher pressure is converted back into velocity energies in the narrowest point. Since the annular channel surrounds the radial inflow openings in the narrowed passage 9, 11, the higher speeds generated are used for the mixing work, which is made more intensive as a result. The radial inflow openings 7 are arranged offset next to one another in the central pipe section 6, 6 a. This creates the prerequisite for arranging the guide channels 1 to 4 next to one another at the mouths 7 distributed around the circumference in the pipe section 6, 6 a.

Gemäß dem Ausführungsbeispiel der F i g. 6 und 7 werden die Leitkanäle von Rohren 13, 14, 15 und 16 gebildet, die zwischen ihren Mündungen 17 in die radialen Zuströmungsöffnungen um das zentrale Rohrstück 6 gelegt sind.According to the embodiment of FIG. 6 and 7 are the guide channels of pipes 13, 14, 15 and 16 formed between their mouths 17 in the radial inflow openings around the central Pipe section 6 are placed.

Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt, innerhalb des Ringkanals die Leitkanäle 1 bis 4 aus einer Blechkonstruktion herzustellen, deren Einzelteile baukastenartig zusammengesetzt sind und in ihren Knotenpunkten ineinandergreifen. Gemäß dem in den Fig. 8 bis 11 dargestellten Ausführungsbeispiel befindet sich auf dem zentralen Rohrstück 6 ein aufgeschobenes Trennblech 18; es sitzt zwischen den Paaren von radialen Zuströmungsöffnungen 7. Auf diese Weise erfolgt eine Trennung der Zuströmungsöffnungen 7 voneinander in axialer Richtung. Innerhalb des Anschlußstutzens S mit seinem Flansch 5 a hat das Trennblech 18 eine radiale Zunge 19, die durch Ineinanderstecken mit einem Querblech. 20 verbunden ist. Zu diesem Zweck weist der Trennring 18 und das Querblech 20 offene Schlitze 21 auf, die das Einstecken des Querbleches 20 von innen in das Trennblech 18 ermöglichen, so daß das aus der F i g. 10 im Anschlußstutzen 5 ersichtliche Leitkreuz 19, 20 entsteht. Die Leitkanäle 1 bis 4 werden durch zwei Blechschalen 22 gebildet, und um diese, um den Umfang des Rohrstückes 6 zu begrenzen, sind in diesen Leitkanälen 1 bis 4 Begrenzungsbleche 23 radial eingesetzt. In den Zeichnungsbeispielen sind dem Rohrstück 6, 6 a Anschlußflansche 24 zugeordnet. It has been found to be advantageous to manufacture the guide channels 1 to 4 from a sheet metal construction within the annular channel, the individual parts of which are assembled in a modular manner and interlock at their nodes. According to the embodiment shown in FIGS. 8 to 11, a separating plate 18 is pushed onto the central pipe section 6; it sits between the pairs of radial inflow openings 7. In this way, the inflow openings 7 are separated from one another in the axial direction. Within the connecting piece S with its flange 5 a, the partition plate 18 has a radial tongue 19, which is inserted into one another with a transverse plate. 20 is connected. For this purpose, the separating ring 18 and the transverse plate 20 have open slots 21 which enable the transverse plate 20 to be inserted from the inside into the separating plate 18, so that the FIG. 10 guide cross 19, 20 visible in the connecting piece 5 arises. The guide channels 1 to 4 are formed by two sheet metal shells 22, and in order to delimit the circumference of the pipe section 6, limiting plates 23 are radially inserted in these guide channels 1 to 4. In the drawing examples, the pipe section 6, 6 a connecting flanges 24 are assigned.

Claims

Patent claims:

1. Device for mixing gases, consisting of one through which the main gas flows Pipe section with radial inflow openings for the additional gas and one surrounding the pipe section Annular channel with connecting piece for supplying the additional gas, characterized in that that the ring channel (8) is divided into guide channels (1 to 4), each of which extends from the connecting piece (5) extend up to the inflow openings (7).

2. Apparatus according to claim 1, characterized by four evenly over the circumference of the Pipe section (6) distributed inflow openings (7), the pairs facing each other radially Inflow openings are arranged axially offset from one another (F i g. 1 and 2).

3. Apparatus according to claim 1 and 2, characterized in that the guide channels as Pipes (13 to 16) are formed (Fig. 6 and 7).

4. Apparatus according to claim 1 and 2, characterized by a modular composition of the guide channels in such a way that there is a separating plate between the pairs of inflow openings (7) (18) is located, on both sides of which ring shells (22) rest next to the inflow openings (7) contain limiting plates (23), and that a connecting piece (5) is arranged in the region of recesses in the annular shells (22) is, in which a radial tongue (19) of the partition plate (18) and one in the tongue (19) is inserted Cross plate (20) protrudes (Fig. 8 to 11).

5. Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the cross section of the pipe section (6) is smaller than the cross section of the main gas line (12) and that the constriction (9) thus formed is shaped as a venturi tube by conical transition pieces (11) is (Figs. 4 and 5).

Documents considered: German Patent No. 1019 667; French Patent No. 1,045,560; U.S. Patent Nos. 2,424,654, 2,739,884.

For this purpose 2 sheets of drawings